專利名稱：：有機(jī)釕染料及染料敏化太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有機(jī)釕染料及染料敏化太陽(yáng)能電池。技術(shù)背景21世紀(jì)即將來(lái)臨，如何解決好能源問(wèn)題顯得越來(lái)越緊迫。太陽(yáng)能作為一種可再生的清潔能源是人類長(zhǎng)期生存的理想能源。在太陽(yáng)能電池中，硅太陽(yáng)能電池因其轉(zhuǎn)換率高和技術(shù)成熟占據(jù)了太陽(yáng)能電池主要部分，但是硅太陽(yáng)能電池存在著生產(chǎn)成本高且在提高電池效率方面存在困難，原材料價(jià)格昂貴而難以普及。1991年，瑞士聯(lián)邦高工的Gr站zel小組報(bào)道了高效染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池的突破性工作(Nature1991,353,737)，這種電池為人類提供低價(jià)，高效，長(zhǎng)壽綠色可再生能源帶來(lái)希望。電池敏化材料是提高電池效率的一個(gè)關(guān)鍵材料，其中以聯(lián)吡啶釕染料作為此種電池的重要組成部分已經(jīng)有了很大的發(fā)展。通過(guò)適當(dāng)?shù)奶岣呷玖戏肿拥墓曹棾潭全@得高效的染料敏化劑，這對(duì)于染料敏化太陽(yáng)能電池性能提高和成本降低具有十分重要的意義(P.Wang,C.Klein,R.Humphry-Baker,S.M.ZakeeruddinandM.Gratzel,J.X附.C/7e附.2004,127,808.)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了有機(jī)釕染料及用其制備的染料敏化太陽(yáng)能電池。本發(fā)明提供的有機(jī)釕染料，具有如下的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式l:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>所表示化合物或其鹽的形式。式1中，Ri為芳香烴及其衍生物所構(gòu)成的基團(tuán)；Ri優(yōu)選以下的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式2—13的一個(gè)或多個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)通式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式4<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式5化學(xué)結(jié)構(gòu)通式6<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式8化學(xué)結(jié)構(gòu)通式9<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式10化學(xué)結(jié)構(gòu)通式11]化學(xué)結(jié)構(gòu)通式12化學(xué)結(jié)構(gòu)通式13<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>;式中，A為O，S;B為O，S;A，B不同為O，S;R2為氫原子、垸烴、垸氧基、環(huán)烷基、鹵烷基、鹵素、雜環(huán)-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>或<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>;R3至R24為氫原子、羥基、烷烴基、環(huán)烷基、垸氧基、芳氧基-芳烷基、烷硫基、鹵烷基或鹵素。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>所述有機(jī)釕染料優(yōu)選有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式i一v的任意一個(gè)及其鹽的形式化學(xué)結(jié)構(gòu)式I<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)式II<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)式III<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>以下介紹本發(fā)明提供的有機(jī)釕染料的制備方法，其步驟和條件如下有機(jī)配體一般合成路線n-BuLin-BuLiR「HRi—R2-Bu3Sn—R廠RsR2—BrBu3SnCI化合物e的合成在-78。C氬氣保護(hù)下，化合物a的四氫呋喃中溶液中加入等摩爾的正丁基鋰，對(duì)化合物進(jìn)行鋰化，然后加入等摩爾的化合物c，反應(yīng)溫度升至室溫反應(yīng)12小時(shí)，通過(guò)加入水對(duì)反應(yīng)猝滅，乙酸乙酯或氯仿萃取，用無(wú)水硫酸鈉干燥，除去溶劑，柱層析，得到產(chǎn)物d。在-78"C氬氣保護(hù)下，化合物d的四氫呋喃中溶液中加入等摩爾的正丁基鋰，對(duì)化合物進(jìn)行鋰化，然后加入等摩爾的三丁基氯化錫，反應(yīng)溫度升至室溫反應(yīng)12小時(shí)，通過(guò)加入水對(duì)反應(yīng)猝滅，乙酸乙酯或氯仿萃取，用無(wú)水硫酸鈉干燥，除去溶劑，得到的化合物e直接用于下步反應(yīng)?；衔颾的合成化合物f，化合物e和四(三苯基膦基)鈀以摩爾比l:2.5:0.1混合，加入甲苯溶解，在氬氣保護(hù)下升溫回流反應(yīng)24小時(shí)，體系冷卻至室溫后，加入氯仿，有機(jī)相用碳酸鈉溶液和水洗三次，用無(wú)水硫酸鈉干燥，除去溶劑，柱層析，得到產(chǎn)物b。化學(xué)結(jié)構(gòu)式I有機(jī)釕染料的合成路線如下s1具體合成方法為將0.1g(0.16mmol)la與0.146g(0.32mmol)lb溶于50mLDMF中，N2保護(hù)，加熱至6(TC攪拌4小時(shí)。然后向反應(yīng)體系中加入0.08g(0.32mmol)4,4'-二羧酸-2,2'-聯(lián)吡啶加熱到14(TC回流4個(gè)小時(shí)，再加入0.89g(13mmol)NH4NCS回流4個(gè)小時(shí)，減壓蒸餾除去溶劑DMF，加入適量的水，抽濾得到固體，用水和乙醚洗滌固體，固體放入真空干燥烘箱中烘干?；旌衔锶苡贜aOH甲醇溶液中，柱色譜提純。收集到的物質(zhì)濃縮除去部分溶劑，再用硝酸的甲醇溶液緩慢滴加至PH^4.8,抽濾，烘干，得到化學(xué)結(jié)構(gòu)式I的有機(jī)釕染料。本發(fā)明所涉及的釕染料的合成均采用此方法。如圖7、8所示，本發(fā)明提供染料敏化太陽(yáng)能電池由透明基底層1、導(dǎo)電層2、光吸收層3、電解質(zhì)層6和對(duì)電極7構(gòu)成；2個(gè)透明基底層1中間順次連接的是導(dǎo)電層2、光吸收層3、電解質(zhì)層6和對(duì)電極7;所述的光吸收層3由半導(dǎo)體納米粒子層4和染料層5構(gòu)成，其中，半導(dǎo)體納米粒子層4與導(dǎo)電層2連接，染料層5與電解質(zhì)層6連接；所述的透明基底層1是玻璃基底或塑料構(gòu)成；所述的塑料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰亞胺、三乙酰基纖維素和聚醚砜其中的任意一種；所述的導(dǎo)電層2由氧化銦錫(ITO)、氧化氟錫(FTO)、ZnO-Ga203、ZnO-Al203、錫基氧化物、氧化銻錫(ATO)和氧化鋅中的任意一種構(gòu)成；所述的半導(dǎo)體納米粒子層4的半導(dǎo)體納米粒子為Si、Ti02、Sn02、ZnO、W03、她205和TiSr03中的任意一種，0nm〈半導(dǎo)體納米粒子的平均粒徑S50nm;所述的染料層5為化學(xué)結(jié)構(gòu)通式1的有機(jī)釕染料構(gòu)成；所述的電解質(zhì)層6以是碘/碘化鋰電解質(zhì)，或者離子液體和有機(jī)空穴傳輸材料中的任意一種構(gòu)成；所述的離子液體包括陰離子和陽(yáng)離子兩部分，其中陰離子選自1-、Br-、C1-、[N(CN)2]-、[N(S02CF3)2]-、[PF6]-、[BF4]-、[N03]-、[C(CN)3]-、[B(CN)4〗-、[CF3COO]-、[C104]-、[BF3CF3]-、[CF3S03]-、[CF3F2S03]-、[CH3H2S03]-、[(CF3S02)2N]-、[(C2H5S02)2N]-、[(CF3S02)3C]-、[(C2F5S02)3C]-、[(FS02)3C]-、[CH3CH2OS03]-、[CF3C(0)0]-、[CF3CF2C(0)0]-、[CH3CH2C(0)0]-、[CH3C(0)0]—、[P(C2H5)3F3]-、[P(CF3)3F3].、[P(C2H4H)(CF3)2F3]]-、[P(C2F3H2)3F3].、[P(C2F5)(CF3)2F3]-、[P(CF3)3F3]-、[P(C6H5)3F3]-、[P(C3H7)3F3]-、[P(C4H9)3F3]-、[P(C2H5)2F4]-、[(C2H5)2P(0)0]-、[(C2H5)2P(0)02f、[PC6H5]2F4]-、[(CF3)2P(0)0]—、[(CH3)2P(0)0].、[(C4H9)2P(0)0]-、[CF3P(0)02]2.、[CH3P(0)02]2.、[(CH30)2P(0)0]-、[BF2(C2F5)2]-、[BF3(C2F5)]-、[BF2(CF3)2]-、[B(C2F5)4]-、[BF3(CN)]-、[BF2(CN)2]-、[B(CF3)4〗-、[B(OCH3)4]-、[B(OCH3)2(C2H5)]-、[B(02C2H4)2]-、[B(02C2H2)2]-、[B(02CH4)2]-、[N(CF3)2]—、[AlCU]-和[SiF6產(chǎn)中的任意一種；陽(yáng)離子選自中的任意一種；有機(jī)空穴傳輸材料是2，2'，7，7'-四雙(N，N-二-P-甲氧基胺)9，9'-螺雙芴；所述的對(duì)電極7由Pt、Au、Ni、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C和導(dǎo)電聚合物中任意一個(gè)或多個(gè)組成；所述的導(dǎo)電聚合物為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙炔和聚醚中的任意一種。一面介紹用有機(jī)釕染料I制備染料敏化太陽(yáng)能電池染料敏化太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)電極采用介孔的雙層，底層膜由20nm的Ti02納米晶組成，厚度為7pm，上層膜厚度由400nm的Ti02光散射粒子組成，厚度為5pm。制備Ti02納米晶和Ti02納米結(jié)構(gòu)雙層膜電極的方法參見(jiàn)文章(WangP.etal.,EnhancethePerformanceofDye-SensitizedSolarCellsbyCo-graftingAmphiphilicSensitizerandHexadecylmalonicAcidonTiO2Nanocrystals，J.Phys.Chem.B.,107,2003,14336)。將制備好的Ti02納米結(jié)構(gòu)雙層膜電極浸泡在含有3OO^iM結(jié)構(gòu)式I的染料和10mMCheno(3，7—二羥基一4一膽酸)的氯苯中，時(shí)間為12小時(shí)，這時(shí)，染料分子就吸附在電極上，并能保證90%以上的覆蓋率，然后將納米鉑的玻璃電極通過(guò)一個(gè)35"m厚的熱融環(huán)同1102納米結(jié)構(gòu)雙層膜電極加熱熔融密封，最后將電解質(zhì)材料注入到兩個(gè)電極的縫隙中，即構(gòu)成了染料敏化太陽(yáng)能電池。詳細(xì)的用有機(jī)釕染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池的制備方法參見(jiàn)文獻(xiàn)(WangRetal.,ASolvent-Free,SeCN7(SeCNVBasedIonicLiquidElectrolyteforHigh-EfficiencyDye-SensitizedNanocrystallineSolarCell,J.Am.Chem.So",126,2004，7164)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所述的有機(jī)釕染料制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)率較高，易于純化，并且可以通過(guò)分子設(shè)計(jì)進(jìn)行改性。將此類材料作為敏化劑用于染料敏化太陽(yáng)能電池中，獲得了85%以上的光電轉(zhuǎn)換效率和9.5%-10.5%的電池效率，具有良好的光電轉(zhuǎn)換性能及應(yīng)用前景圖1是本發(fā)明提供的由有機(jī)釕染料1所示染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率與波長(zhǎng)的曲線圖。圖2是本發(fā)明提供的由有機(jī)釕染料1所示染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池電流與電壓關(guān)系曲線圖。圖3是本發(fā)明提供的由有機(jī)釕染料2所示染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率與波長(zhǎng)的曲線圖。圖4是本發(fā)明提供的由有機(jī)釕染料2所示染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池電流與電壓關(guān)系曲線圖。圖5是本發(fā)明提供的由有機(jī)釕染料5所示染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率與波長(zhǎng)的曲線圖。圖6是本發(fā)明提供的由有機(jī)釕染料5所示染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池電流與電壓關(guān)系曲線圖。圖7是由有機(jī)染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。此圖也是摘要附圖。圖8是光吸收層3結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，4為半導(dǎo)體納米粒子層，5為染料層。具體實(shí)施方式有機(jī)配體一般合成路線<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>化合物e的合成在-78"C氬氣保護(hù)下，化合物a的四氫呋喃中溶液中加入等摩爾的正丁基鋰，對(duì)化合物進(jìn)行鋰化，然后加入等摩爾的化合物c，反應(yīng)溫度升至室溫反應(yīng)12小時(shí)，通過(guò)加入水對(duì)反應(yīng)猝滅，乙酸乙酯或氯仿萃取，用無(wú)水硫酸鈉干燥，除去溶劑，柱層析，得到產(chǎn)物d。在-78。C氬氣保護(hù)下，化合物d的四氫呋喃中溶液中加入等摩爾的正丁基鋰，對(duì)化合物進(jìn)行鋰化，然后加入等摩爾的三丁基氯化錫，反應(yīng)溫度升至室溫反應(yīng)12小時(shí)，通過(guò)加入水對(duì)反應(yīng)猝滅，乙酸乙酯或氯仿萃取，用無(wú)水硫酸鈉干燥，除去溶劑，得到的化合物e直接用于下步反應(yīng)?；衔颾的合成化合物f，化合物e和四(三苯基膦基)鈀以摩爾比l:2.5:0.1混合，加入甲苯溶解，在氬氣保護(hù)下升溫回流反應(yīng)24小時(shí)，體系冷卻至室溫后，加入氯仿，有機(jī)相用碳酸鈉溶液和水洗三次，用無(wú)水硫酸鈉干燥，除去溶劑，柱層析，得到產(chǎn)物b。實(shí)施例l:化學(xué)結(jié)構(gòu)式I有機(jī)釕染料的合成路線如下將0.1g(0.16mmol)la與0.146g(0.32mmol)lb溶于50mLDMF中，N2保護(hù)，加熱至6(TC攪拌4小時(shí)。然后向反應(yīng)體系中加入0.08g(0.32mmol)4,4'-二羧酸-2,2'-聯(lián)吡啶加熱到140。C回流4個(gè)小時(shí)，再加入0.89g(13mmol)NH4NCS回流4個(gè)小時(shí)，減壓蒸餾除去溶劑DMF，加入適量的水，抽濾得到固體，用水和乙醚洗滌固體，固體放入真空干燥烘箱中烘干?；旌衔锶苡贜aOH甲醇溶液中，柱色譜提純。收集到的物質(zhì)濃縮除去部分溶劑，再用硝酸的甲醇溶液緩慢滴加至PI^4.8,抽濾，烘干，得到化學(xué)結(jié)構(gòu)式I的有機(jī)釕染料。化學(xué)結(jié)構(gòu)式I的有機(jī)釕染料雙鈉鹽的核磁數(shù)據(jù)NMR(200MHz,CD3OD+NaOD,SH):9.65(d,1H),9.05(d,1H),9.00(s,1H),8.80(s,1H),8.35(d,1H),8.15(s,1H),8.00(s,1H),8.10(d,1H),7.60-7.50(m,3H),7.40(d,lH),7.00(d,lH),6.80(d,lH),6.50(d,IH),6.40(d,1H),3,05(t,2H),2.85(t,2H),1.80(m,4H),1.50(m，12H),1.05(m,6H).<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>文中所提及的釕染料的合成均采用此方法?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)式II的有機(jī)釕染料雙鈉鹽的核磁數(shù)據(jù)THNMR(200MHz,CD3OD+NaOD,&):9,65(d,IH),9.10(d,IH),9.00(s,IH),8.85(s,IH),8.40(s,IH),8.30(d,IH),8.25(s,2H),8.10(s,IH),7.85(d，lH),7.60(d,IH),7.30(d,IH),7.20(s,2H),7.10(d,lH),6.85(d,lH)，3.05(t,2H),2.95(t,2H),1.80(m,4H),1.40(m,20H),0,95(m,6H).實(shí)施例2:有機(jī)釕染料I在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用染料敏化太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)電極采用介孔的雙層，底層膜由20nm的Ti02納米晶組成，厚度為7pm，上層膜厚度由400nm的Ti02光散射粒子組成，厚度為5pm。制備Ti02納米晶和Ti02納米結(jié)構(gòu)雙層膜電極的方法參見(jiàn)文章(WangP.etal.,EnhancethePerformanceofDye-SensitizedSolarCellsbyCo-graftingAmphiphilicSensitizerandHexadecylmalonicAcidonTi02Nanocrystals，J.Phys.Chem.B.，107,2003,14336)。將制備好的Ti02納米結(jié)構(gòu)雙層膜電極浸泡在含有300|liM結(jié)構(gòu)式I的染料和10mMCheno(3，7—二羥基_4_膽酸)的氯苯中，時(shí)間為12小時(shí)，這時(shí)，染料分子就吸附在電極上，并能保證90%以上的覆蓋率，然后將納米鉑的玻璃電極通過(guò)一個(gè)35um厚的熱融環(huán)同Ti02納米結(jié)構(gòu)雙層膜電極加熱熔融密封，最后將電解質(zhì)材料注入到兩個(gè)電極的縫隙中，即構(gòu)成了染料敏化太陽(yáng)能電池。詳細(xì)的器件制備方法參見(jiàn)文獻(xiàn)(WangP.etal.,ASolvent-Free,SeCN7(SeCN)3-BasedIonicLiquidElectrolyteforHigh-EfficiencyDye-SensitizedNanocrystallineSolarCell,J.Am.Chem.Soc.,126，2004，7164)。器件在標(biāo)準(zhǔn)AM1.5模擬太陽(yáng)光下測(cè)定，光強(qiáng)100mw/ci^,短路光電流4為17.8mA/cm2，開(kāi)路光電壓F。。為725mV，填充因子#為0.734，光電轉(zhuǎn)換效率為9.5%。根據(jù)實(shí)施例2的方法制備染料敏化太陽(yáng)能電池。實(shí)施例3:結(jié)構(gòu)式n所示的有機(jī)釕染料的制備及由結(jié)構(gòu)式n的有機(jī)釕染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池根據(jù)實(shí)施例i的步驟和條件合成出結(jié)構(gòu)式為n的染料；根據(jù)實(shí)施例2的方法制備染料敏化太陽(yáng)能電池，只是將結(jié)構(gòu)式為I的有機(jī)釕染料換成結(jié)構(gòu)式n所示的有機(jī)釕染料。得到的染料敏化太陽(yáng)能電池參數(shù)見(jiàn)說(shuō)明書附表。實(shí)施例4:結(jié)構(gòu)式V所示的有機(jī)染料的制備及由結(jié)構(gòu)式V的有機(jī)染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池根據(jù)實(shí)施例1的步驟和條件合成出結(jié)構(gòu)式為V的染料；根據(jù)實(shí)施例2的方法制備染料敏化太陽(yáng)能電池，只是將結(jié)構(gòu)式為I的有機(jī)染料換成結(jié)構(gòu)式V所示的有機(jī)染料。得到的染料敏化太陽(yáng)能電池參數(shù)見(jiàn)說(shuō)明書附表。附表用有機(jī)釕染料制備敏化太陽(yáng)能電池的參數(shù)測(cè)量結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>權(quán)利要求1、有機(jī)釕染料，其特征在于具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)通式表示的化合物或其鹽的形式；式中，R1為芳香烴及其衍生物所構(gòu)成的基團(tuán)；R2為氫原子、烷烴、烷氧基、環(huán)烷基、鹵烷基、鹵素、雜環(huán)、或n≥0。2、如權(quán)利要求l所述的有機(jī)釕染料，其特征在于所述的FU為以下的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式2—13的一個(gè)或多個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)通式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>R3R4n》l化學(xué)結(jié)構(gòu)通式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式4<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式5<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式6化學(xué)結(jié)構(gòu)通式7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式8<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式9<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式10<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)通式11]化學(xué)結(jié)構(gòu)通式12化學(xué)結(jié)構(gòu)通式13<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>n^l;式中，A為O，S;B為O，S;A，B不同為O，S;R3至R24為氫原子、羥基、烷烴基、環(huán)垸基、烷氧基、芳氧基、芳烷基、烷硫基、鹵烷基或鹵素。3、如權(quán)利要求1所述的有機(jī)釕染料，其特征在于所述有機(jī)釕染料為如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式I一V的任意一個(gè)及其鹽的幵》式化學(xué)結(jié)構(gòu)式I<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>化學(xué)結(jié)構(gòu)式II<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>4.用權(quán)利要求l中所述有機(jī)釕染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池，其特征在于，其由透明基底層(1)、導(dǎo)電層(2)、光吸收層(3)、電解質(zhì)層(6)和對(duì)電極(7)構(gòu)成；2個(gè)透明基底層(1)中間順次連接的是導(dǎo)電層(2)、光吸收層(3)、電解質(zhì)層(6)和對(duì)電極(7);所述的光吸收層(3)由半導(dǎo)體納米粒子層(4)和染料層(5)構(gòu)成，其中，半導(dǎo)體納米粒子層(4)與導(dǎo)電層(2)連接，染料層(5)與電解質(zhì)層(6)連接；所述的透明基底層(1)是玻璃基底或塑料構(gòu)成；所述的塑料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰亞胺、三乙?；w維素和聚醚砜其中的任意一種；所述的導(dǎo)電層(2)由氧化銦錫、氧化氟錫、ZnO-Ga203、ZnO-Al203、錫基氧化物、氧化銻錫和氧化鋅中的任意一種構(gòu)成；所述的半導(dǎo)體納米粒子層(4)的半導(dǎo)體納米粒子為Si、Ti02、Sn02、ZnO、W03、Nb20^flTiSr03中的任意一種，0腿<半導(dǎo)體納米粒子的平均粒徑S50nm;所述的染料層(5)為化學(xué)結(jié)構(gòu)通式1的有機(jī)釕染料構(gòu)成；所述的電解質(zhì)層6是碘/碘化鋰電解質(zhì)，或者離子液體和有機(jī)空穴傳輸材料中的任意一種構(gòu)成；所述的離子液體包括陰離子和陽(yáng)離子兩部分，其中陰離子選自r、Br-、Cr、[N(CN)2]-、[N(S02CF3)2]-、[PF6]-、[BF4]-、[N03]-、[C(CN)3]-、[B(CN)4]-、[CF3COO]-、[C104]-、[BF3CF3]-、[CF3S03]-、[CF3F2S03]-、[CH3H2S03]-、[(CF3S02)2N]—、[(C2H5S02)2N]—、[(CF3S02)3C]—、[(C2F5S02)3C]-、[(FS02)3C]-、[CH3CH2OS03]-、[CF3C(0)0]-、[CF3CF2C(0)0]-、[CH3CH2C(0)0]-、[CH3C(0)0]-、[P(C2H5)3F3]-、[P(CF3)3F3]—、[P(C2H4H)(CF3)2F3]]-、[P(C2F3H2)3F3].、[P(C2F5)(CF3)2F3]-、[P(CF3)3F3]-、[P(C6H5)3F3]-、[P(C3H7)3F3]-、[P(C4H9)3F3]-、[P(C2H5)2F4]-、[(C2H5)2P(0)0]-、[(C2H5)2P(0)02f、[PC6H5]2F4〗-、[(CF3)2P(0)0]-、[(CH3)2P(0)0〗-、[(C4H9)2P(0)0〗-、[CF3P(0)02]2-、[CH3P(0)02]2-、[(CH30)2P(0)0]-、[BF2(C2F5)2]-、[BF3(C2F5)]-、[BF2(CF3)2]-、[B(C2F5)4]-、[BF3(CN)]-、[BF2(CN)2]-、[B(CF3)4]-、[B(OCH3)4〗-、[B(OCH3)2(C2H5)]-、[B(02C2H4)2]-、[B(02C2H2)2]-、[B(02CH4)2]-、[N(CF3)2]-、[AlCU]-和[SiF6產(chǎn)中的任意一種；陽(yáng)離子選自中的任意一種；有機(jī)空穴傳輸材料是2，2'，7，7'-四雙(N，N-二-P-甲氧基胺)9，9'-螺雙芴；所述的對(duì)電極(7)由Pt、Au、Ni、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C和導(dǎo)電聚合物中任意一個(gè)或多個(gè)組成；所述的導(dǎo)電聚合物為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯乙炔和聚醚中的任意一種。全文摘要本發(fā)明涉及有機(jī)釕染料及用其制備的染料敏化太陽(yáng)能電池。有機(jī)釕染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如右所示，式1中，R₁為芳香烴及其衍生物所構(gòu)成的基團(tuán)；R₂為氫原子、烷烴、烷氧基、環(huán)烷基、鹵烷基、鹵素、雜環(huán)、n≥0。用所述的結(jié)構(gòu)式的有機(jī)釕染料制備的染料敏化太陽(yáng)能電池，在標(biāo)準(zhǔn)AM1.5模擬太陽(yáng)光下測(cè)定，短路電流J_sc為17.8-18.33mA/cm²，開(kāi)路電壓V_oc為725-760mV，填充因子ff為0.734-0.776，光電轉(zhuǎn)換效率為9.5-10.5％。文檔編號(hào)H01L51/46GK101235214SQ20081005040公開(kāi)日2008年8月6日申請(qǐng)日期2008年2月27日優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日發(fā)明者靜張,扎克如丁·塞克,格雷塞·米歇爾,媛王,鵬王,高飛飛申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所